Способ обеспечения устойчивого функционирования сложной технической системы Российский патент 2024 года по МПК G05B23/00 

Изобретение относится к области различных сложных технических систем, включающих большое количество взаимосвязанных объектов, элементов и выполняющих различные разнородные задачи и функции, таких как системы связи, системы управления, системы защиты и т.д., а именно к области диагностирования и контроля процесса функционирования таких систем в условиях различных дестабилизирующих воздействий и меняющейся обстановки.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИЗОБРЕТЕНИИ

Сложная техническая система – целенаправленная целостная совокупность взаимосвязанных (взаимодействующих) сложных элементов, допускающая деление на подсистемы и элементы, которые в свою очередь обладают системными свойствами, совокупность которых не сводятся к свойствам всей системы [А.Г. Ермишян Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях. Ч1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. – с. 740, с. 34-40].

Цель системы – желаемое ее состояние, которое может быть получено в результате ее построения, т.е. такого состояния, которое позволяет решать проблему при данных ресурсах. [В.М. Казиев Введение в системный анализ и моделирование. Изд-во БИНОМ. Лаборатория знаний, 2-е издание. 2007. – 244 с., с. 21, А.Г. Ермишян Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях. Ч1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. – с. 740, с. 34-40].

Функция - устойчивая совокупность однородных специализированных работ (действий, операций) [Основные элементы процессорного подхода. Электронный ресурс: https://studfile.net/preview/3583188/ (дата обращения 01.03.2022)]. К функциям сложной технической системы могут, например, относится: сбор и обработка информации, оценка чего-либо, планирование, управление, контроль, учет и т.д. [А.В. Боговик, В.В. Игнатов Теория управления в системах военного назначения. СПб.: ВАС, 2008. – с. 460, с. 30].

Задача – некоторое множество исходных посылок, описание цели, определенной над множеством этих данных, и описание возможных стратегий достижения этой цели или возможных промежуточных состояний исследуемого объекта. [В.М. Казиев Введение в системный анализ и моделирование. Изд-во БИНОМ. Лаборатория знаний, 2-е издание. 2007. – 244 с., с. 21]. К задачам системы, например, можно отнести тактические, стратегические, оперативные, обеспечение, маршрутизации, поиска и т.д., кроме этого замена оборудования, распределение ресурса, построения отдельных подсистем, расчета параметров и т.д. [А.В. Боговик, В.В. Игнатов. Теория управления в системах военного назначения. СПб.: ВАС, 2008. – с. 460, с. 31].

Под критерием понимается признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо, признак который при оценке функционирующих объектов рассматривается, как наиболее существенный [А.Г. Ермишян Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях. Ч1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. – с. 740, с. 121].

Устойчивость - способность системы связи противостоять воздействиям и различным факторам, приводящим к нарушениям функционирования ее (системы связи) элементов (стр.340, Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. 740 с.).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ моделирования аварии, диагностики и восстановления работоспособности сложной технологической структуры и информационная система для его реализации (патент РФ № 2252453, G06N 1/00, опубл. 20.05.2005, бюл. №14), заключающийся в том, что определяют схемотехнические характеристики элементов сложной технологической структуры (СТС) и устанавливают их взаимосвязи. Все связи между элементами принципиальной схемы СТС разделяют на основные и резервные. Задают произвольную комбинацию повреждений элементов СТС и определяют значение показателя аварийности состояния связей между элементами СТС. В случае неравенства указанного показателя нулевому значению восстанавливают работоспособность СТС, изменяя ее замещением поврежденных связей резервными посредством активных действий оператора. Определяют значение показателя восстановления работоспособности СТС и вырабатывают прогноз состояния измененной СТС. Система обеспечивает получение оперативной информации оператором о действиях по восстановлению работоспособности СТС, основанных на использовании имеющегося резерва внутренних возможностей СТС, выработку прогноза состояния СТС и рекомендаций по улучшению функционирования измененной СТС.

Недостатками способа являются низкая устойчивость функционирования СТС при воздействии на нее дестабилизирующих воздействий, обусловленная учетом только структуры объекта и отсутствием учета выполнения системой функций и задач.

Известен способ и вычислительная система повышения надежности и достоверности обработки критических функций отказоустойчивой вычислительной системы (Патент на изобретение №2413975 от 17.11.2008), когда эффект достигается за счет многократного резервирования трактов реализации критических функций, при которой процессы управления избыточностью и вычислительный процесс разделены в цикле реального времени и частично аппаратными средствами. В качестве резервируемых единиц вычислителя выделяются так называемые вычислительные тракты, состоящие из неразрывно связанных цепочек входного интерфейса, процессора и выходного интерфейса. В каждом из вычислительных трактов производится мажоритарное сравнение сигналов, прошедших через каждый тракт. Неоднозначность мажоритарного сравнения сигналов в различных трактах устраняют мажоритарным сравнением результатов сравнения сигналов. Достоверность мажоритарного контроля сигналов достигается путем статистической обработки случайного, процесса изменения критического параметра, вычисления остаточной дисперсии и ее мажоритарного сравнения.

Недостатками способа и системы являются низкая устойчивость функционирования СТС при возможном воздействии на нее дестабилизирующих воздействий, обусловленная учетом только структуры объекта и отсутствием учета выполнения системой функций и задач, а также невозможностью однозначного определения отказавших элементов системы и влияния их на функционирование системы.

Известен способ моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации и система для его реализации (патент РФ № 2336566, G06N 1/00, опубл. 20.10.2008, бюл. №29), заключающийся в том, что определяют схемотехнические характеристики элементов сети связи, устанавливают их взаимосвязи, описывают структуру сети связи, разделяют все связи на основные и резервные, задают произвольные комбинации повреждений элементов сети связи, определяют значения показателя аварийности состояния связей между элементами сети связи, моделируют процесс обеспечения технической готовности при эксплуатации сети связи, имитируют различные виды отказов, повреждений и сбоев основных элементов сети связи, замещают поврежденные связи резервными, определяют значение показателя восстановления работоспособности сети связи, осуществляют сбор статистики, прогнозируют техническое состояние основных элементов сети связи и рассчитывают основные показатели функционирования сетей связи.

Недостатками способа является низкая устойчивость функционирования сети связи, обусловленная воздействием дестабилизирующих факторов на ее структурные элементы, отсутствием учета выполнения функций, задач в сети и влияния дестабилизирующих воздействий на сеть.

Известен способ обеспечения отказоустойчивого функционирования перспективного комплекса средств автоматизации командных пунктов военного назначения и устройство, его реализующее (Патент на изобретение №2738730 от 16.12.2020), заключающийся в том что, за счет сортировки задачи по степени важности, контроля количества свободных вычислительных машин в моменты возникновения новых информационно-расчетных задач, распределения задач по вычислительным машинам, согласно степени их важности, а также с учетом возможности резервирования вычислений в текущий момент времени; посредством каждой вычислительной машины решения принятой расчетной задачи вычислительной системы; посредством устройства мажоритарного выбора произведения мажоритарного сравнения результатов решения информационно-расчетных задач, поступающих с вычислительных машин; выдачи правильных ответов на устройство вывода и передачи записи об ошибке при расчетах в устройство запоминания отказов обеспечивается отказоустойчивость функционирования перспективного комплекса средств командных пунктов.

Недостатками способа является низкая устойчивость функционирования комплекса, обусловленная воздействием дестабилизирующих факторов на него, отсутствием учета выполнения функций, задач и влияния дестабилизирующих воздействий на комплекс в процессе его функционирования.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности к предлагаемому техническому решению является "Способ обеспечения устойчивого функционирования системы связи (патент РФ № 2405184, G05B 23/00, опубл. 27.11.2010, бюл. №33). Способ-прототип заключается в следующей последовательности действий, включающей сбор данных о деструктивных воздействиях на развернутой системе связи, измерение времени реконфигурации системы, подсчитывание количество воздействий на систему, ранжирование элементов системы, определение достоверности вскрытия структуры системы противодействующей стороной, формирование модели, моделирование процесса функционирования системы связи при воздействиях, упреждающую реконфигурацию функционирующей системы связи.

Недостатками способа является низкая устойчивость функционирования системы, обусловленная воздействием дестабилизирующих факторов на нее, отсутствием учета выполнения функций, задач системы и влияния дестабилизирующих воздействий на нее в процессе ее функционирования.

Техническим результатом изобретения является расширение области применения способа, обеспечение устойчивости функционирования сложных технических систем (СТС) при дестабилизирующих воздействиях на нее и ее функциональные элементы за счет определения наиболее эффективного варианта задействования технических средств СТС для решения задач и функций СТС, своевременного выявления дестабилизирующих воздействий в процессе контроля функционирования СТС и реконфигурации вариантов задействования технических средств СТС для решения задач и функций, выполнение которых нарушено, сокращения времени реконфигурации, за счет реконфигурации не всей системы, а вариантов задействования технических средств СТС, использующихся для выполнения нарушенных функций и задач.

Технический результат достигается тем, что в известном способе обеспечения устойчивого функционирования СТС, заключающемся в том, что систему, включающую N структурных элементов и связей между ними, разворачивают в рабочее состояние, фиксируют дестабилизирующие воздействия на ее структурные элементы, по полученным данным формируют имитационную модель системы, моделируют на ней дестабилизирующие воздействия, ранжируют элементы системы, упреждающе реконфигурируют реальную систему. Кроме этого, формируют реляционную базу данных, задают и записывают в базу данных значения параметров технических средств СТС, характеризующих выполнение задач и функций системы, задают критерии оценки параметров, характеризующих выполнение задач и функций системы, задают критерии оценки технических средств системы, перед разворачиванием системы в рабочее состояние, определяют и запоминают функции сложной ТС, определяют и запоминают задачи, выполняемые сложной технической системой, выполнение которых позволит выполнить каждую функцию системы, определяют и запоминают последовательность выполнения задач, выполнение которых позволяет реализовать каждую функцию сложной ТС, определяют и запоминают перечень ресурсов, необходимых для выполнения каждой задачи, определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой задачи, определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой функции, задают возможности технических средств, входящих в состав системы, по предоставлению ресурсов для функционирования системы, исходя из возможностей технических средств СТС по предоставлению ресурса для СТС формируют и записывают в БД все возможные варианты задействования технических средств СТС, использование которых позволяет выполнить каждую задачу системы, моделируют выполнение задач и функций СТС с использованием сохраненных вариантов задействования технических средств СТС для выполнения задач системы, оценивают эффективность вариантов задействования технических средств СТС, ранжируют варианты задействования технических средств СТС по эффективности, выбирают наиболее эффективные варианты задействования технических средств СТС для выполнения каждой задачи и функции, остальные проранжированные варианты задействования технических средств СТС для выполнения всех задач и функций СТС сохраняют в качестве множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для каждых задачи и функции СТС, при нарушении их выполнения, для осуществления контроля выполнения системой функций и задач определяют и запоминают время необходимое для проверки готовности к выполнению каждой задачи системы, определяют время необходимое для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств к каждому следующему по эффективности проранжированному варианту задействования технических средств для выполнения каждой задачи, задают для каждой задачи время начала проверки ее готовности к выполнению, исходя из времени, которое необходимо для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств и времени, которое необходимо для проверки готовности к ее выполнению, при функционирования СТС выявляют нарушения ее функционирования, выражающиеся в нарушении выполнения задач и функций СТС, для чего последовательно измеряют значения параметров, характеризующих выполнение всех функций и задач СТС, сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки, если значения измеренных параметров соответствуют заданным критериям, то переходят к измерению следующего параметра, характеризующего выполнение функций и задач СТС, если значения измеренных параметров не соответствуют критериям, то определяют функции и задачи СТС, выполнение которых нарушено, определяют технические средства СТС, задействованные для выполнения нарушенных задач и функций СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, для чего последовательно измеряют значения параметров всех технических средств СТС, которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций, сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки, если значения измеренного параметра соответствуют заданному критерию, то переходят к измерению следующих параметров всех технических средств, которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций, если значения измеренных параметров не соответствуют заданным критериям, то оценивают возможность использования технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, для чего проверяют, влияние параметров технических средств, не соответствующих заданным критериям, на выполнение СТС нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, не влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то такие технические средства используют в качестве технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то выбирают из множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для нарушенных каждых задачи и функции СТС следующий наиболее эффективный сценарий, в составе которого отсутствуют технические средства СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, реконфигурируют СТС в соответствии с выбранным сценарием восстановления выполнения задач и функций СТС, выполнение которых нарушено.

Перечисленные отличительные признаки, заявляемые в изобретении, позволяют расширить диапазон применения способа прототипа и применять его не только для сетей связей, но и других сложных технических систем, обеспечить устойчивость функционирования сложных технических систем (СТС) при дестабилизирующих воздействиях на нее и ее функциональные элементы за счет определения наиболее эффективного варианта задействования технических средств СТС для решения задач и функций СТС, своевременного выявления дестабилизирующих воздействий в процессе контроля функционирования СТС и реконфигурации вариантов задействования технических средств СТС для решения задач и функций, выполнение которых нарушено, и снизить время реконфигурации, за счет реконфигурации не всей системы, а вариантов задействования технических средств СТС, использующихся для выполнения нарушенных функций и задач.

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений не известен предлагаемый способ построения сложной технической системы.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленные последовательность действий способа приводят к расширению функциональных возможностей способа обеспечения устойчивого функционирования СТС.

Предлагаемые технические решения промышленно применимы, так как основаны на средствах, широко использующихся в автоматизированных системах управления, системах связи, системах защиты, системах управления, критически важных объектах и объектах критической информационной инфраструктуры и других сложных технических системах.

Заявленный способ поясняется следующим чертежом:

фиг.1 – блок схема реализации способа обеспечения устойчивого функционирования СТС.

Для достижения цели изобретения первоначально формируют реляционную базу данных (бл. 2, фиг. 1), задают и записывают в базу данных значения параметров технических средств СТС, характеризующих выполнение задач и функций системы (бл. 3, фиг. 1), задают критерии оценки параметров, характеризующих выполнение задач и функций системы (бл. 3, фиг. 1), задают критерии оценки технических средств системы (бл. 3, фиг. 1).

Множество измеряемых параметров сложной технической системы можно рассмотреть на примере системы связи, состояние которой характеризуется большим количеством параметров. В качестве контролируемых параметров для анализа, например, системы связи в соответствии с нормативными документами [ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки; Приказ №43 Минсвязи РФ от 15.04.1996 Нормы на электрические параметры каналов ТЧ магистральной и внутризоновых первичных сетей; Приказ Госкомсвязи РФ №54 от 05.04.1999. Эксплуатационные нормы на электрические параметры коммутируемых каналов сети ТфОП; ОСТ 45.54-95. Стыки оконечных абонентских телефонных устройств и автоматических телефонных станций; ОСТ 45.01-98 Участки кабельные элементарные и секции кабельные линий передачи. Нормы электрические. Методы испытаний; Приказ Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27.09.2007 №113 «Об утверждении Требований к организационно-техническому обеспечению устойчивого функционирования сети связи общего пользования»; МСЭ-Т Р.862 (02/2001) Perceptual evaluation of speech quality (PESQ): An objective method for end-to-end speech quality assessment of narrowband telephone networks and speech codecs и др.] могут выступать:

- параметры передачи и параметры влияния кабельных линий связи (сопротивление, индуктивность, емкость, проводимость изоляции, волновое сопротивление, коэффициент затухания, коэффициент фазы, электрическая связь, магнитная связь, волновое сопротивление, рабочее затухание; переходное затухание, частота сигнала, уровень шума и др.- для электрических кабелей, мощность сигнала, затухание сигнала в линии, длина волны или частота несущего электромагнитного излучения, дисперсия (расширение) импульса в тракте, чувствительность системы передачи при заданном коэффициенте ошибок, ширина спектральной линии оптического излучения, поляризационная модовая дисперсия, комбинационное рассеяние - для волоконно-оптических линий связи и др.);

- показатели функционирования сетей телефонной сети связи (потери вызовов при передачи пакетов информации, отклонение от среднего значения задержки передачи пакетов информации, коэффициент потери пакетов информации, коэффициент ошибок в пакетах информации и др.);

- параметры анализа импульсных помех (максимальный на секундном интервале уровень импульсной помехи с подавлением сигнала; счет событий превышения уровнем импульсных помех порога; относительное время действия импульсных помех, превышающих порог и др.);

- параметры анализа перерывов связи (минимальный на секундном интервале уровень сигнала, счет перерывов связи с заданной длительностью и др.);

- показатели оценки устойчивости, надежности, живучести, помехоустойчивости сетей.

Перед разворачиванием системы в рабочее состояние, определяют и запоминают функции сложной ТС, определяют и запоминают задачи, выполняемые сложной технической системой, выполнение которых позволит выполнить каждую функцию системы. Определяют и запоминают последовательность выполнения задач, выполнение которых позволяет реализовать каждую функцию сложной ТС, определяют и запоминают перечень ресурсов, необходимых для выполнения каждой задачи (бл. 5, фиг. 1) (как, например, показано в Р. Ньютон Управление проектами от А до Я. М.: Альпина Паблишер, 2012. – с 180 с., с. 53-86).

Определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой задачи, определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой функции (бл. 5, фиг. 1) [Пример сохранения информации представлен в Управление образами операционных систем [Электронный ресурс] URL: https://docs.microsoft.com/ru-ru/configmgr/osd/get-started/manage-operating-system-images].

Задают возможности технических средств, входящих в состав системы, по предоставлению ресурсов для функционирования системы (бл. 6, фиг. 1) и исходя из возможностей технических средств СТС по предоставлению ресурса для СТС формируют и записывают в БД все возможные варианты задействования технических средств СТС, использование которых позволяет выполнить каждую задачу системы (бл. 7, фиг. 1) (запись информации в базы данных показана, например, в Введение в веб-страницы FSP.NET ввод данных базы данных с помощью форм ((Электронный ресурс режим доступа: http://docs.microsoft.com/ru-ru/aspnet/web-pages/overview/getting-started/introducing-aspnet-web-pages-2/entering-data) (дата обращения 01.03.2002))).

Моделируют выполнение задач и функций СТС с использованием сохраненных вариантов задействования технических средств СТС для выполнения задач системы (бл. 8, фиг. 1), оценивают эффективность вариантов задействования технических средств СТС) (бл. 9, фиг. 1) [Пример моделирования представлен в Модель La Padula. Лысанов И.Ю., Шеянов Д.Ю. Надежность программного обеспечения / Электронное учебное издание. Академия ФСО России, Орёл. – 2014 г., С.П. Санников Моделирование систем Самостоятельная работа №3 Уральский госуд. лесотехнический университет, Патент RU 2731358 С1 Заявка: 2019143532, 20.12.2019, Опубл.: 02.09.2020 Бюл. №25 Способ моделирования многоуровневой распределенной информационно-измерительной системы мониторинга и управления транспортной сети связи, Патент RU 2736528 C1 Заявка: 2020116932, 12.05.202, Опубл.: 17.11.2020 Бюл. № 32, Способ моделирования распределенной сети связи вышестоящей системы управления с необходимым уровнем надежности ее элементов, Патент RU 2714610 C1 Заявка: 2019104642, 19.02.2019, Опубл.: 18.02.2020 Бюл. №5 Способ моделирования системы мониторинга для систем военной связи, Полезная модель RU 160817 U1, Заявка: 2015109859/10, 20.03.2015, Опубл.: 10.04.2016 Бюл. №10, Стенд проектирования систем управления движением корабля с автоматизированной перестройкой структуры, В.Д. Боев. Основы моделирования военно-техническим систем. Часть 1. Учебное пособие. - СПб: МВАА, 2016. - 268 с., с. 238].

Ранжируют варианты задействования технических средств СТС по эффективности (бл. 10, фиг. 1) и выбирают наиболее эффективные варианты задействования технических средств СТС для выполнения каждой задачи и функции (бл. 11, фиг. 1) [пример ранжирования элементов, например, представлен в Правила ранжирования Электронный ресурс. Режим доступа: https://studfiles.net/preview/1957017/page:2/], (например, выделение, выбор элементов из множества, представлены в В.А. Гусев Теория и практика обучения математике: психолого-педагогические основы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. – 456 с., с. 118-144, Н.П. Пучков, Л.И. Ткач Теория множеств в курсе «Математика» для гуманитарных специальностей: Учебно-метод. Рекомендация. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-т, 2004 – 40 с., с. 13).

Остальные проранжированные варианты задействования технических средств СТС для выполнения всех задач и функций СТС сохраняют в качестве множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для каждых задачи и функции СТС, при нарушении их выполнения (бл. 12, фиг. 1).

Для осуществления контроля выполнения системой функций и задач определяют и запоминают время, необходимое для проверки готовности к выполнению каждой задачи системы (бл. 13, фиг. 1), определяют время, необходимое для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств к каждому следующему по эффективности проранжированному варианту задействования технических средств для выполнения каждой задачи (бл. 14, фиг. 1). Задают для каждой задачи время начала проверки ее готовности к выполнению, исходя из времени, которое необходимо для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств и времени, которое необходимо для проверки готовности к ее выполнению (бл. 15, фиг. 1) (пример задания временных ограничений представлен в Суммарная задача проекта (Электронный ресурс режим доступа: http://projectplanet.ru/taq/управление расписанием/) (дата обращения 01.03.2002)).

Разворачивают в рабочее состояние сложную техническую систему, включающую N структурных элементов и связей между ними (бл. 16, фиг. 1), фиксируют дестабилизирующие воздействия на ее элементы (бл. 17, фиг. 1).

При функционировании СТС выявляют нарушения ее функционирования, обусловленные воздействием различных дестабилизирующих факторов и выражающиеся в нарушении выполнения задач и функций СТС (бл. 18, фиг. 1), для чего последовательно измеряют значения параметров, характеризующих выполнение всех функций и задач СТС (бл. 19, фиг. 1), сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки (бл. 20, фиг. 1).

Для измерения параметров используются различные приборы, например, представленные в книге [Н.М. Попов Измерения в электрических сетях 0,4...10 кВ. - Спб.: Лань, 2019. - 227 с., В.П. Дьяконов Современная осциллография и осциллографы. - М.: Солон-Пресс. 2010. - 320 с., А.Б. Жапабаева, Р.Д. Каримбаева, Т.К. Мусиралиев, А.А. Абкеев Монтаж, ремонт контрольно-измерительных приборов. Астана.: НАО Холдинг К. 2018. - 149 с.]

Если значения измеренных параметров соответствуют заданным критериям, то переходят к измерению следующего параметра, характеризующего выполнение функций и задач СТС, до тех пор, пока не проверят все функции и задачи СТС (бл. 22 и 23, фиг. 1).

Если значения измеренных параметров не соответствуют критериям, то определяют функции и задачи СТС, выполнение которых нарушено (бл. 21, фиг. 1).

Определяют технические средства СТС, задействованные для выполнения нарушенных задач и функций СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, для чего последовательно измеряют значения параметров технических средств СТС (бл. 21, фиг. 1), которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций и сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки (бл. 25, фиг. 1) (пример измерения параметров, например, представлен в Р.Н. Парахуда, Б.Я. Литвинов Информационно-измерительные системы: Письменные лекции. - СПБ.: СЗТУ, 2002. - 74 с.), (подходы к сравнению различных величин представлены, например, в А.М. Бершадский Методы сравнительного анализа. Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос ун-та, 2008. – 81 с., с. 4-8).

Если значения измеренных параметров соответствуют заданным критериям, то переходят к измерению следующих параметров всех технических средств, которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций (бл. 26 и 27, фиг. 1).

Если значения измеренных параметров не соответствуют критериям, то оценивают возможность использования технических средств для выполнения нарушенных задач и функций (бл. 28, фиг. 1).

Проверяют, влияние параметров технических средств, не соответствующих заданным критериям, на выполнение СТС нарушенных задач и функций (бл. 29, фиг. 1).

Если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, не влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то такие технические средства используют в качестве технических средств для выполнения нарушенных задач и функций (бл. 30, фиг. 1).

Если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций и такие технические средства нельзя использовать для выполнения нарушенных задач и функций, то запоминвют технические средства СТС, задействованные для выполнения нарушенных задач и функций СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС (бл. 31, фиг. 1) и выбирают из множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для нарушенных каждых задачи и функции СТС следующий наиболее эффективный сценарий, в составе которого отсутствуют технические средства СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС (бл. 32, фиг. 1).

Проверяют все возможные технические средства, используемые для выполнения задач и функций (бл. 34, фиг. 1), задачи (бл. 36, фиг. 1) и функции (бл. 38, фиг. 1), выполнение которых нарушено, путем измерения всех параметров СТС, характеризующих выполнение нарушенных функций и задач (бл. 23, фиг. 1), а также измерения параметров технических средств, характеризующих их функционирование (бл. 27, фиг. 1), участвующих в вариантах задействования технических средств системы, использующего для выполнения задачи и функции, выполнение которых нарушено.

Реконфигурируют СТС в соответствии с выбранным сценарием восстановления выполнения задач и функций СТС, выполнение которых нарушено (бл. 39, фиг. 1).

Осуществляют процесс обеспечения функционирования СТС в течение требуемого времени функционирования системы (бл. 40, фиг. 1).

Таким образом, за счет определения наиболее эффективного варианта задействования технических средств СТС для решения задач и функций СТС, своевременного выявления дестабилизирующих воздействий в процессе контроля функционирования СТС и упреждающей реконфигурации вариантов задействования технических средств СТС для решения задач и функций, выполнение которых нарушено, достигается обеспечение устойчивости функционирования СТС.

Изобретение относится к регулирующим и управляющим системам. Технический результат заключается в сокращении времени реконфигурации сложной технической системы (СТС). Технический результат достигается за счет того, что определяют технические средства СТС, задействованные для выполнения нарушенных задач и функций СТС, оценивают возможность использования технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, не влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то такие технические средства используют в качестве технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то выбирают из множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для нарушенных каждых задачи и функции СТС следующий наиболее эффективный сценарий, в составе которого отсутствуют технические средства СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, реконфигурируют СТС в соответствии с выбранным сценарием восстановления выполнения задач и функций СТС, выполнение которых нарушено. 1 ил.

Способ обеспечения устойчивого функционирования сложной технической системы (СТС), заключающийся в том, что систему, включающую N структурных элементов и связей между ними, разворачивают в рабочее состояние, фиксируют дестабилизирующие воздействия на ее элементы, формируют имитационную модель системы, реконфигурируют реальную систему, отличающийся тем, формируют реляционную базу данных, задают и записывают в базу данных значения параметров технических средств СТС, характеризующих выполнение задач и функций СТС, задают критерии оценки параметров, характеризующих выполнение задач и функций СТС, задают критерии оценки технических средств СТС, перед разворачиванием системы в рабочее состояние, определяют и запоминают функции СТС, определяют и запоминают задачи, выполняемые сложной технической системой, выполнение которых позволит выполнить каждую функцию СТС, определяют и запоминают последовательность выполнения задач, выполнение которых позволяет реализовать каждую функцию СТС, определяют и запоминают перечень ресурсов, необходимых для выполнения каждой задачи, определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой задачи, определяют и запоминают перечень технических средств системы, необходимых для выполнения каждой функции, задают возможности технических средств, входящих в состав системы, по предоставлению ресурсов для функционирования системы, исходя из возможностей технических средств СТС по предоставлению ресурса для СТС формируют и записывают в базу данных все возможные варианты задействования технических средств СТС, использование которых позволяет выполнить каждую задачу системы, моделируют выполнение задач и функций СТС с использованием сохраненных вариантов задействования технических средств СТС для выполнения задач системы, оценивают эффективность вариантов задействования технических средств СТС, ранжируют варианты задействования технических средств СТС по эффективности, выбирают наиболее эффективные варианты задействования технических средств СТС для выполнения каждой задачи и функции, остальные проранжированные варианты задействования технических средств СТС для выполнения всех задач и функций СТС сохраняют в базу данных в качестве множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для каждых задачи и функции СТС, при их нарушении их выполнения, для осуществления контроля выполнения системой функций и задач определяют и запоминают время, необходимое для проверки готовности к выполнению каждой задачи системы, определяют время, необходимое для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств к каждому следующему по эффективности проранжированному варианту задействования технических средств для выполнения каждой задачи, задают для каждой задачи время начала проверки ее готовности к выполнению, исходя из времени, которое необходимо для реконфигурации наиболее эффективного варианта задействования технических средств и времени, которое необходимо для проверки готовности к ее выполнению, при функционировании СТС выявляют нарушения ее функционирования, выражающиеся в нарушении выполнения задач и функций СТС, для чего последовательно измеряют значения параметров, характеризующих выполнение всех функций и задач СТС, сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки, если значения измеренных параметров соответствуют заданным критериям, то переходят к измерению следующего параметра, характеризующего выполнение функций и задач СТС, если значения измеренных параметров не соответствуют критериям, то определяют функции и задачи СТС, выполнение которых нарушено, определяют технические средства СТС, задействованные для выполнения нарушенных задач и функций СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, для чего последовательно измеряют значения параметров всех технических средств СТС, которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций, сравнивают измеренные значения параметров с заданными критериями их оценки, если значения измеренных параметров соответствуют заданным критериям, то переходят к измерению следующих параметров всех технических средств, которые используются для выполнения всех нарушенных задач и функций, если значения измеренных параметров не соответствуют заданным критериям, то оценивают возможность использования технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, для чего проверяют влияние параметров технических средств, не соответствующих заданным критериям, на выполнение СТС нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, не влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то такие технические средства используют в качестве технических средств для выполнения нарушенных задач и функций, если параметры технических средств, не соответствующие заданным критериям, влияют на выполнение СТС нарушенных задач и функций, то выбирают из множества сценариев восстановления выполнения задач и функций для нарушенных каждых задачи и функции СТС следующий наиболее эффективный сценарий, в составе которого отсутствуют технические средства СТС, нарушение функционирования которых привело к нарушению выполнения задач и функций СТС, реконфигурируют СТС в соответствии с выбранным сценарием восстановления выполнения задач и функций СТС, выполнение которых нарушено.